三维可视化地质建模软件系统研制
鼠鲨目作者简介：吴军，男，1983年4月生，师从成都理工大学贾雨副教授，2009年6月毕业于成都理工大学测试计量技术与仪器专业，获得工学硕士学位。
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摘要
三维可视化地质建模能快速、适时地再现地下地质体三维信息，可以为科学家研究地下地质构造及综合分析提供快捷、有效的工具，在石油勘探、数学地质、水文工程地质等领域具有广阔的应用前景，也是计算机图形学领域的重要研究课题，相关方法研究和软件研制既具有理论意义又具有实际价值。
三维可视化地质建模的关键点在于如何将数值数据映射到几何数据，目前采用的方法可归纳为基于面模型、基于体模型和基于混合模型空间建模三大类。本文通过对国内外先进三维地质建模软件的分析比较以及对可视化技术和空间造型技术基础理论的分析总结，采用基于混合模型空间建模方法实现三维地质模型可视化，研究了地质体三维可视化建模的一般流程和典型构造建模的处理方法，采用面向对象的软件设计思想，设计了一个地质体三维可视化建模系统，并探讨了实现该系统的关键技术。本文的主要工作包括：
（1）建立了一个适用于地质体三维可视化建模的地质体概念模型，将地质体分解为五种类型（点、线、三角形、表面、实体），且给出了这五种分类的计算机图形学表达方法。
（2）针对地质层面本身的复杂性，设计了一套三维地质层面空间描述解决方案：首先基于克里金插值建立地质层面的网格描述，然后采用基于三维三角剖分算法的三角网结构模型拟合地层面，最后使用多个开曲面合成一个封闭曲面，构成三维地质实体，并在实际实现过程中对部分算法进行了优化。
（3）对地质体三维可视化技术原理进行了系统论述，结合断层建模的特殊要求，引入了CAD建模方法，实现模型的交互编辑。
（4）设计了一个较为完整的地质体三维可视化建模系统。该系统主要由可视化应用程序框架、地质体表面建模方案、地质体实体建模方案组成。完成了关键算法的研究，并在软件算法上进行了实践。
（5）实现了跨平台开发，使系统可以运行于多个计算机操作系统平台。
系统采用OpenGL作为底层的图形支持，使用跨平台开发工具QT进行图形界面设计，将建模过程分解为构建地质体数据结构以及三维可视化显示两个过程，效率高，移植性好，为同类型三维地学建模软件系统的开发提供了相关的经验。
关键词：三维可视化，地质建模，计算机图形学，克里金插值大学英语课文翻译
Development of three-dimensional geological modeling Visualization
software system
Introduction of the author: jun wu, male, was born in April, 1983 who tutor was Associate Professor yu jia. He graduated from Chengdu University of Technology in testing technology and instruments major and was granted the Master Degree in June, 2009.
Abstract
Visualization of three-dimensional geological model can reprent the information of three-dimensional underground geological body timely and quickly. It can provide the fast and effective tool for scientists to study the underground geological structures and make comprehensive analysis. It has broad application prospects in oil exploration, mathematical geology, hydrogeology and engineering geology and such kind of fields. It is also the important rearch topic in the field of computer graphics. The relevant methods of rearch and software development is of both theoretical and practical value.
In the three-dimensional visualization of geological body rearch, the key point is to build a model of how to mapping the geometric data by numeric data. It has now developed a variety of modeling methods, to sum up, they can be classified into surface-bad model, body-bad model and hybrid model. Through analysis and comparison of the advanced three-dimensional modeling software at h
ome and abroad and analysis and summary of the basic theories of visualization technology and spatial modeling techniques, the rearch us hybrid model bad on Spatial modeling to achieve visualization of three-dimensional geological model, and have studied the general process of structural modeling approach of three-dimensional visualization of geological modeling, Bad on object-oriented software design concepts, we designed a three-dimensional geological modeling and visualization systems, and discusd it’s key implementation technologies. The original ideas of the rearch are as follows:
(1) The paper established a conceptual model of geological body which was suitable for three-dimensional geo-object modeling and visualization, divided The model into five categories (point, line, triangle, surface, solid) and gave the corresponding computer graphics reprentations of the five categories.
(2) Aiming at the complexity of geological surface, an integrated surface modeling
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solution was put forward, which consists of grid modeling bad on Kriging interpolation methods, three-dimensional constrained triangulation, and the technique of forming a clod surface from v
eral open surfaces.
(3) This paper discusd the Three-dimensional geological visualization technology on the principle of the system, combined with the characteristics of fault modeling, a CAD modeling method was introduced to achieve interactive editing model.
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(4) A three-dimensional geological modeling and visualization system was designed, which consists of the visualization application framework, surface modeling program of geological body and solid modeling program of geological body. We completed the study of the key algorithms and carried out the software algorithms in practice.
(5) After the realization of cross-platform development, the system can run in all kinds of computer operating system platforms.
This system ud OpenGL as the underlying graphics support, and cross-platform development tools QT to design the graphical interface, divided the modeling process into the construction of geological model data structure and show of geological model, with high efficiency and good portability, and offered correlative experience for the development of three-dimensional geological modeling of the same type.
Keywords: three-dimensional visualization;geological modeling;spatial modeling techniques; Kriging interpolation.
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得成都理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的人员对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。
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学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解成都理工大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权成都理工大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。
（保密的学位论文在解密后适用本授权书）
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学位论文作者导师签名：
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第1章引言
第1章引言waist
1.1 研究背景和意义
1.1.1 研究背景税务会计
地质体三维可视化建模技术作为一门交叉技术，它集成了科学计算可视化技术、空间几何造型技术、地质学理论、以及计算机技术等学科技术。地质体三维可视化建模的核心包括两个方面：一是“可视化”，二是“建模”。“可视化”指的是科学计算可视化技术；“建模”指的空间几何造型技术。下面是有关的几个核心概念。
（1）科学计算可视化
metro科学计算可视化是发达国家在20世纪80年代后期提出并发展起来的一个新的研究领域【1】。1987年2月，美国国家科学基金会在华盛顿召开了有关科学可视化的首次会议，来自计算机图形学、图像处理以及从事不同领域科学计算的专家参加了此次会议。会议认为“将图形和图像技术应用于科学计算是一个全新的领域”，并指出“科学家们不仅需要分析由计算机得出的计算数据，而且需要了解在计算过程中数据的变化，而这些都需要借助于计算机图形学及图像处理技术”。会议将这涉及到多个学科的领域定名为“科学计算可视化”。四级报名入口
discretion严格意义上说，科学计算可视化指的是运用计算机图形学和图像处理技术，将科学计算过程中及计算结果的数据转换为图形及图像在屏幕上显示出来并进行交互处理的理论、方法和技术。科学计算可视化的应用领域十分广泛，几乎涉及自然科学以及工程技术的各个方面。
（2）空间几何造型技术
空间几何造型技术是用计算机及其图形系统来表示、控制、分析和输出三维形体的技术。它是CAD系统的核心技术，也是模拟仿真、计算机视觉、计算机艺术、机器人等领域的技术基础。空间几何造型技术的核心是空间数据模型和数据结构。
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空间几何造型技术始于20世纪70年代，在80年代发展成熟，并推出了许多商品化的造型系统软件，而90年代则是实体模型技术发展时期。目前，几何造型技术仍处于不断发展的过程中。
（3）地质体三维可视化建模
科学计算可视化应用于地学领域便形成地学可视化，而地学可视化的一个重要分
